Question

已知：6.4克铜与适量的浓硝酸反应，当铜完全溶解后，共收集到NO和NO₂混合气体共2.24升（已折算为标准状况）．求：（1）被还原的HNO₃的物质的量；（2）参加反应的HNO₃的物质的量．

Answer 1

分析：根据氧化还原反应中电子得失相等及质量守恒

解答：解：（1）因HNO₃中+5价的N被还原成NO中的+2价和NO₂中的+4价，说明HNO₃中的N得到了电子，Cu是被氧化的，失去了电子，这个过程中，得失电子守恒，即HNO₃中N得到的电子=Cu失去的电子．
产生的还原产物NO和NO₂总共2.24L（标况），所以产生的NO和NO₂总的物质的量是2.24/22.4=0.1mol，无论HNO₃和Cu反应生成NO也好，NO₂也好，
总之，发生氧化还原反应的N元素是守恒的，HNO₃→NO，HNO₃→NO₂，是一一对应的（只看N元素守恒），
所以参加氧化还原反应的HNO₃的物质的量，就等于生成的NO和NO₂的物质的量的和为0.1mol．
答：被还原的HNO₃的物质的量为0.1mol．
（2）我们从整体上分析，看HNO₃中的N元素的走向，无非是 HNO₃--NO、NO₂ 和Cu（NO₃）₂（只看N元素），那么硝酸的物质的量，就应该等于NO、NO₂ 和Cu（NO₃）₂中N元素的物质的量．NO+NO₂物质的量已经知道了，就是0.1mol，那么求出Cu（NO₃）₂的物质的量就OK了．
 而Cu→Cu（NO₃）₂，也就是说，有多少摩尔的Cu就会产生多少摩尔的Cu（NO₃）₂，Cu的质量为6.4g，完全溶解的，所以消耗Cu的物质的量为

6.4g

64g/mol

=0.1mol，所以Cu（NO₃）₂的物质的量为0.1mol，所以HNO₃用来产生Cu（NO₃）₂而需要的物质的量为2倍的Cu的物质的量，故为0.1mol×2=0.2mol．
反应的HNO₃的物质的量为0.1+0.2=0.3mol．
答：参加反应的HNO₃的物质的量为0.3mol．

点评：解这种题目需要掌握技巧，把握氧化还原反应的实质：电子的转移（严格的说，氧化还原反应的实质就是发生了电子的转移或者共用电子对的偏移，在解题中都看成电子的转移），失去电子化合价升高，被氧化，得到电子，化合价降低被还原，氧化还原反应中，得失电子守恒．